Análisis teórico-experimental del comportamiento piezo-espectroscópico Raman del Silicio

M. R. TEJERINA; D. RICHARD; V. GUAREPI; F. A. VIDELA; G. A. TORCHIA; K. PEREIRA DA SILVA; A. GOÑI

La Plata

Encuentro; Reunión Anual de la Asociación Física Argentina; 2017

Asociación Física Argentina

Las deformaciones mecánicas en componentes electrónicos usualmente afectan el comportamiento y desempeño de los mismos. En consecuencia, el tensor de deformaciones es una propiedad quedetermina características de los materiales como variaciones de electro-resistividad, de conductividad térmica y de índice de refracción [1]. En este sentido, la microscopía Raman se utiliza paracaracterizar la tensión residual en materiales cuando se requiere una resolución espacial del orden de la micra y para tensiones mecánicas mayores a 5 MPa [2].En este trabajo, presentamos un estudio del silicio sometido a distintas deformaciones estructurales que combina técnicas experimentales y cálculos de primeros principios. En el aspecto teórico,analizamos a través de cálculos ab initio el comportamiento del espectro Raman del silicio bajo presiones isótropas y no isótropas, utilizando el método Projector Augmented Waves (PAW) según suimplementación en el código Quantum Espresso. En el aspecto experimental, presentamos mapeos m-Raman superficiales alrededor de micro-poros generados por ablación laser y medidas de la líneacaracterística del silicio bajo presión hidrostática. Cabe mencionar que en ensayos de materiales a altas presiones, una pequeña porción de silicio suele ser utilizado como testigo, mediante la posiciónde su línea característica, para estimar la presión hidrostática a la que se somete la muestra a estudiar.El estudio combinado teórico y experimental permite analizar los corrimientos y desdoblamientos del pico Raman y modelarlo según distintas deformaciones locales de la estructura.REFERENCIAS[1] V. Sverdlov, Strain-Induced Eects in Advanced MOSFETs, Springer-Verlag (2011).[2] Y. Zhu, J. Zhang, H. Y. Li, C. S. Tan, G. Xia, Study of Near-Surface Stresses in Silicon around Through-Silicon Viasat Elevated Temperatures by Raman Spectroscopy and Simulations, IEEE Transactions on Device and MaterialsReliability, 15(2), 142-148 (2015).